10kWPDM中波发射机频响改进的一种方法

日前, 关于中波调幅广播发射机技术要求的新的国家标准 (GY/T225-2007) 已经执行。和旧标准相比, 新标准中对中波发射机的技术指标要求更加严格, 甲级指标中频率响应由-1dB～1dB调整为-0.5dB～0.5dB。我台现在使用的10kW全固态PDM中波发射机为1998年制造, 已经使用10年多了, 出厂时频率响应指标执行的是旧的标准。由于机器老化以及频率响应指标国家标准的提高, 要维持甲级指标, 必须要对发射机进行维护和必要的改进调整。

频率响应的好坏, 是由频率失真的大小衡量的。发射机的许多部件, 如电路内采用的电子管, 晶体管, 滤波器, 集成电路等非线性元件及电抗元件等, 对不同频率的信号有不同的衰减和相移。它们所传输的信号都不是单一的频率, 而是由许多不同的频率成分组成的频带。在传输信号的过程中, 不同频率的电流或电压受到不同的衰减或放大, 从而使输入信号中的各频率分量具有不同的放大倍数, 致使输出信号中频率分量的振幅失去原有的比例关系造成频率失真。

在10kW PDM中波发射机中, 我们通过改动音频输入电路, 加入电容等器件, 用补偿网络来校正频响曲线, 使不同频率信号的衰减量不同, 从而抵消电路内包含的电抗元件等对不同频率呈现出不同的放大倍数, 改善发射机的频响。

图1为10kW PDM机的音频输入原理图, 平衡信号从1, 11端输入, 通过R1, R2, 衰减后, 经R3, R4输入N1:D和N1:C的同相端, 放大后输出至平衡-不平衡转换电路。VD1, VD2, VD3, VD4为限幅二极管。我们分两种情况分析。

1.1我台某10kW PDM发射机在频响的整个测量范围 (40Hz—8KHz) 内, 频率高段 (5kHz—8kHz) 频响曲线下沉, 即频率高段在发射机电路中放大倍数比低端小。

在这种情况下, 我们设想可以在R3, R4上并联合适的电容, 通过电容对高频率

信号阻抗变小 (ZC=-J1/2πf C) , 加大频率高段输入信号的幅度, 从而改善发射机的频响。但通过实际操作, 电容从几十Pf变到零点几μf, 发射机的频响却几乎没有改善。

分析电路, N1为标准高速四路运算放大器 (图2) , 输入阻抗可高达1000GΩ, 由于N1:D和N1:C完全相同, 我们只分析N1:D。从1端输入的等效电路如图3。图3中R*为N1:D同相端输入等效电阻。输入信号经R3, R*分压后经N1:D内放大电路放大。设A点电压为Va, B点电压为Vb, 则Vb=Va*R*/ (R3+R*) 。可见, 由于R*》R3, Vb≈Va。如果在R3上并联电容后, R*远大于R3和并联电容的等效阻抗, Vb≈Va。可见, 在R3, R4上并联电容, 对输入到运算放大器的信号幅度基本上没有影响。

应对措施:在R3上并联电容C*, 并在运算放大器的输入端对地接合适的电阻R。如图4。现在分析加电阻R的作用。由于R*》R, R*∥R≈R, 如上分析, Vb=Va*R/ (R3+R) 。如果在R3上并联电容后, Vb=Va*R/ ( (R3∥Zc) +R) , 可见, 若R选择合适, 由于Zc随频率的增加而减小, 则Vb随频率的增加而增加, 从而加大频率高段输入信号的幅度, 改善了发射机的频响。在该10KW PDM发射机中, 我们选C*为3300pf, R为51K。

分析R对信号的影响。若R为51K, 不考虑R 3上并联电容C*, 则V b=V a*R/ (R3+R) ≈0.83Va。可见R对信号的影响不大。

1.2我台某10KW PDM发射机在频响的整个测量范围 (40Hz—8KHz) 内, 频率高段 (5KHz—8KHz) 频响曲线上扬, 即频率高段在发射机电路中放大倍数比低端大。同理, 在运算放大器的输入端对地接合适的电阻R, 在R上并联合适的电容C即可 (如图5) 。

我们所加电阻R为100K, 电容为2200pf。

在上述方法的实际操作中, 电阻可以选取50K到100K, 电容的选取则是根据频率响应指标的测试结果, 通过逐步改变电容值 (大约为几百到几千pf) , 使频率响应指标最好即可。通过以面的方法, 我们对台里的4台PDM发射机进行了频响的改进, 达到了较理想的效果, 指标达到了新国标的甲级标准, 发射机运行正常, 性能稳定。

摘要：本文阐述了10kW全固态PDM中波发射机技术指标中频响的改进的一种方法, 即改动音频输入电路, 加入电容等器件, 通过用补偿网络来校正电路中非线性元件及电抗元件引起的频率失真, 从而改善频响曲线, 使中波发射机的频率响应指标保证甲级。

关键词：PDM发射机,频率响应,改进方法